热固分复合材料 - 纤维和矩阵

涵盖了主题

增强纤维

玻璃

阿拉米德

其他纤维

矩阵

聚酯纤维

环氧树脂

乙烯基酯

酚类

物质趋势

增强纤维

玻璃

玻璃纤维是最广泛使用和最便宜的钢筋。它有三种主要类型。电子玻璃是标准形式,也称为电级。它具有非常低的碱含量和良好的电气,机械和化学特性。C玻璃是一种耐化学级,通常在需要免受腐蚀环境的保护的情况下使用。S玻璃也称为R玻璃,具有增强的机械性能,主要用于航空航天应用。

连续的细丝玻璃纤维最常见于直接熔体过程。在这里,熔融玻璃通过大量准确的铂金衬套绘制。衬套孔的直径为1至2 mm,但绕组操作将玻璃的直径降低至10至15 µm。产生时,所有纤维均大小(经过表面处理)。这种尺寸对于复合材料的性能至关重要,因为它决定了增强纤维和聚合物基质之间的粘附。

开发碳纤维的主要动力来自航空航天行业,其需要具有高强度,高刚度和低重量的材料。碳纤维是由纤维素,螺距或聚丙烯硝那硝基材料(称为前体)的受控氧化和碳化产生的。欧洲杯足球竞彩高达2600°C的温度的使用会产生高强度纤维。随后加热至3000°C将高强度纤维转换为高模纤维。这是当今市售的两种基本类型的碳纤维。

像玻璃一样,碳纤维可以以各种形式出现,例如编织材料,切碎的链和连续的灯丝。但是,与其他纤维不同,碳沿着纤维轴具有略微负的热膨胀系数。这意味着可以用碳纤维产生具有纵向膨胀纵向膨胀系数的复合材料。它们具有抗冲击力不良的局限性。

阿拉米德

芳香纤维属于一类称为液晶聚合物的材料。欧洲杯足球竞彩与玻璃纤维相比,它们具有较高的强度与重量比,并且在复合材料中还具有出色的耐磨性。它们是防弹背心的首选纤维。但是,它们的压缩性较差,通常提供1/3的拉伸性能。因此,在受高应变压缩或弯曲载荷的应用中使用芳香纤维是有限的。

杜邦(Dupont)和阿克佐(Akzo)分别以凯夫拉尔(Kevlar)和特克隆(Twaron)制造芳香纤维。Kevlar 29的模量大约是kevlar 49的伸长率的两倍。

其他纤维

硼,碳化硅,氧化铝和聚乙烯纤维都在纤维增强塑料(FRP)中获得了一些成功。尽管在很大程度上被碳纤维取代,但仍将硼纤维用于某些航空航天组件和体育用品。氧化铝和碳化硅纤维在高温(c.1000°C)时很有用,而聚乙烯纤维在某些应用中取代了芳香纤维。

使用纤维混合的混合织物非常普遍。例如,玻璃可以用碳编织,从而产生更具成本效益的组件,因为较便宜的玻璃取代了更昂贵的碳,只有少量降低了所需的特性。在需要碳纤维的强度和刚度以及芳香纤维的耐药性的情况下,使用碳和芳香杂种。

矩阵

热固性树脂通常以粘性糖浆的形式提供,当通过催化剂或硬化剂的作用治愈时,它会变成高分子量刚性材料,不会在加热时软化。欧洲杯足球竞彩根据化学的不同,可以在环境或升高温度下处理热固性树脂。

聚酯和环氧树脂占市场的约85%,在高性能航空航天类型应用中,大部分使用量。

聚酯纤维

聚酯树脂具有相对较低的成本,易于处理的优势,良好的机械和电气性能以及合理的耐化学性能。可以配制它们以提供各种不同的特性,例如增加机械强度,提高柔韧性和弹性,改善风化和耐化学性以及改善的火力耐药性。固化上的收缩可能高达8%,尽管加固纤维倾向于减少这种纤维,并且可以使用受控的收缩树脂。在加工过程中,尤其是苯乙烯期间减少挥发性排放的聚酯树脂等级变得越来越重要。

增强聚酯材料的主要用途是在船体,化学植物,建筑面板,屋顶和卡车出租车的制造中欧洲杯足球竞彩。它们可以通过所有常规的热固性过程(包括细丝绕组和裁缝)来模制(图L和2)。裁缝截面主要用于龙门,人行道,梯子和手部轨道。

图1。细丝绕组过程的示意图。

图2。裁缝过程的示意图。

环氧树脂

可以配制环氧树脂,例如多植物,以具有广泛的特性。与聚酯相比,环氧树脂通常对碱性和溶剂具有更好的耐药性,但耐候性略差。它们的电气性能,耐磨性和热稳定性非常出色。环氧树脂用芳族或碳纤维增强时,是高性能航空应用的标准矩阵。纤维增强的环氧树脂用于运动和休闲行业,它们还取代了往复金属组件,尤其是在织造行业中。

所有正常的热固性技术都可以处理增强的环氧树脂。可以通过自动胶带铺设,真空袋成型(图3)或自动盐成型来处理已预先浸入树脂(预处理)的纤维,或以连续的丝或编织织物的形式处理。通常,通过将纤维通过溶剂/树脂混合物传递,随后的溶剂去除或树脂的热融化来产生。在这两种情况下,树脂都包含必要的硬化剂和催化剂。尽管更昂贵,但与手浸没相比,预种制倾向于给出更可靠的结果,并且对诸如纤维体积分数和基质孔隙率等性能的控制程度更高。环氧树脂预防的一个缺点是它们的保质期有限,即使在25°C下存储。他们还需要升高的温度来治愈。

图3。真空袋成型过程。

乙烯基酯

乙烯基酯由环氧树脂的化学主链和聚酯的固化机制组成。本质上,改善的耐化学性与聚酯系统的易于处理,成本和机械性能在两者之间的中间下降。

乙烯基酯在化学厂的应用中发现了它们的主要用途,例如储罐和管道。它们通常是通过灯丝缠绕来处理的。

酚类

酚醛树脂本质上具有耐火性,并且在热降解过程中具有低烟雾和有毒的烟雾发射的额外好处。

这些材料比结欧洲杯足球竞彩构复合材料的矩阵更熟悉,这主要是由于它们的脆性和传统上与其加工相关的困难,包括高反应性,酸性催化和水蒸气的产生。酚类复合材料用于装饰面板,这些装饰面板需要结合美学和防火保护,例如飞机内部面板。现在,树脂化学的创新正在可行地使用结构应用。

欧洲杯足球竞彩材料趋势

注意力集中在较高的温度树脂上,例如聚酰亚胺和二甲酰亚胺,这些树脂可能耐受200-300°C范围内的连续服务。另一个高优先区域是开发快速和低温固化树脂系统,以提高生产率以及有效加工的相关经济优势。引入强化树脂和高应变碳纤维正在推动机械性能的障碍,而加固织物的杂交允许有效利用加固来实现最佳特性和成本节省。

资料来源:材料信欧洲杯足球竞彩息服务,由贾斯汀·富斯(Justin Furness)编辑

有关材料信息服务的更多信息,请访问欧洲杯足球竞彩材料研究所欧洲杯足球竞彩

告诉我们你的想法

您是否有评论,更新或您想添加到本文中的任何内容?

留下您的反馈
您的评论类型
提交